Betere composietfietsen maken, deel 2

Mijn laatste blog, over HIA Velo-fietsen, ging over het gebruik van hoogmoleculair polypropyleen (HMWPP) in combinatie met koolstofvezel voor duurzamere fietsframes. Maar er valt meer te vertellen over dit onderwerp:fiets velgen (wielen) die koolstof en HMWPP combineren voor meer taaiheid. Ik heb onlangs de gelegenheid gehad om te spreken met Ray Scruggs, de oprichter, eigenaar en productontwerper van Derby Rims LLC (San Anselmo, CA, VS). Het bedrijf is genoemd naar de bijnaam (derby) van Scruggs, die voortkwam uit zijn deelname aan vriendelijke mountainbikebijeenkomsten, of derby's, in de bergen van Californië.

Scruggs begon in 2012 met het ontwerpen en testen van fietsvelgen van koolstofvezel en verkocht in 2013 zijn eerste mountainbike-velgen, die breder waren dan destijds verkrijgbaar. velgwanden en veiligheid voor het vasthouden van banden over bestaande carbon velgen.” Hij voegt eraan toe dat gevorderde rijders de voordelen inzagen van verbeteringen in breedte, duurzaamheid en veiligheid. Scruggs ging door met het investeren van alle opbrengsten van de verkoop van velgen in het bedrijf, terwijl hij zijn dagelijkse werkzaamheden voortzette met testen en het ontwikkelen van bedrijfssoftware. Hij legt uit dat hij octrooiaanvragen heeft ingediend voor nieuwe ontwerpen voor zelfbescherming, maar voegt eraan toe:"Mijn ontwerpen werden onmiddellijk door bijna elk merk van koolstofvezelvelgen gekopieerd."

De wielontwerpen van Scruggs zijn vervaardigd door een Chinees bedrijf met expertise in koolstofcomposieten en fietsen. Hij zegt dat hij "verbaasd" was toen hij de prestaties van de eerste velgen evalueerde. Die vertrouwelijke fabrikant gebruikt stalen mallen, legt unidirectionele koolstofvezel in de mallen en gebruikt een blaas voor consolidatiedruk voor het holle randinterieur. Na uitharding en afkoeling van de mal, worden de velgen uit de vorm gehaald, verwijderd, geschuurd, geboord (voor spaken) en afgewerkt (sommige met verf), zegt Scruggs:"De Derby Rims-fabriek heeft 24 kwaliteitscontroles tijdens de productie van elke velg voor verzending.”

Scruggs zegt dat er waarschijnlijk geen grotere beoogde impact van koolstofvezel is dan een mountainbike-velg. Ze worden onderworpen aan frequente en onregelmatige buiging van rotsen en boomwortels langs paden, en meerdere zware zwaartekrachtbelastingen (G-belastingen) tijdens compressie wanneer de wielen obstakels raken en bij plotselinge drop-offs of spronglandingen, waarbij het volledige lichaamsgewicht van een rijder slaat vaak zwaar op het fietsstoeltje en maakt de ophanging kapot. Na de introductie van de Derby Rims-producten, verspreidde het woord zich snel onder rijders en mountainbike-racers over hun kwaliteit en prestaties. De eerste Derby carbon velgen waren 34 mm (binnenbreedte) en 40 mm (buitenbreedte), 31 mm diep (van boven naar beneden), en ze hadden een wanddikte van 3 mm, wat de weerstand tegen scherpe klappen op rotsachtige paden aanzienlijk verbeterde. en verbeterde weerstand tegen overmatige velgflexie, vergeleken met aluminium velgen en andere composietvelgen. Derby-velgen waren inderdaad onmiddellijk 3 tot 5 keer duurzamer dan alle andere koolstofvezel-bergvelgen die in 2013 beschikbaar waren. Dat gezegd hebbende, zegt Scruggs dat koolstofvezelvelgen delaminatie en microbreuken kunnen ervaren tijdens echt harde slagen, in het gebied van de bovenste randwand ( waar de band aan de velg wordt bevestigd).

“Ik was op zoek naar verdere verbeteringen in duurzaamheid en ik kwam de jongens van Oxeon (Boras, Zweden) tegen die me in 2016 uitnodigden voor CAMX in Anaheim. Dus ging ik naar de show en ze stelden me voor aan Jen Hanna van Innegra Technologies [Greenville, SC, VS]." Hanna verwees Scruggs naar Innegra's Russ Emanis, die verschillende monsters van Innegra-stoffen en hybride koolstof-Innegra-vezelmaterialen leverde, evenals meerlaagse lay-upsuggesties, waaronder Innegra voor een ontwerp van een mountainbike-velg.

Na experimenten met Innegra op verschillende locaties in de velg, paste Scruggs de lay-ups aan voor elk wielmodel en type. “De eerste gekalibreerde machinebelastingsflextests van testvelgen die eind 2017 werden uitgevoerd, van de Innegra S/carbon 'hybride', toonden verbeterde belastingsgetallen voor de velgflextolerantie, vergeleken met de normale productie met 100% koolstofvezel UD layup-velgen met dezelfde gewicht en aantal lagen”, zegt Scruggs. Die resultaten gaven hem het vertrouwen om te investeren in nog een paar testvelgen en echte wielen voor het testen van ervaren mountainbikers.

In het voorjaar van 2018 werden testvelgen met Innegra geleverd aan twee downhill-racers van de categorie Expert en Pro voor real-world extreme rittests. De testrijders ondervonden geen velgstoringen gedurende bijna 12 maanden van frequent gebruik van racetraining. Scruggs zegt:"De Innegra hybride testvelgen die aan mijn testrijders zijn geleverd, hebben een aanzienlijk lichtere velglay-up in vergelijking met de 100% koolstofvezel 'Downhill'-model Derby-velgen waarop ze normaal racen. De racers en ik verwachtten dat de veel lichtere Innegra hybride layup-velgen heel snel zouden falen. Maar de Innegra hybride testvelgen zijn nog steeds veelvuldig gebruikt voor trainingsritten van meer dan 2000 mijl, en om extreem zwaar gebruik te doorstaan, waaronder het landen van 25-ft-sprongen en downhill-race-run-obstakels met zeer hoge snelheden over rotsachtig terrein. "

Scruggs zegt dat hij van plan is om deze winter door te gaan met testen in een gerenommeerd duurzaamheidstestlab in Los Angeles, uitgerust met dynamische rollermachines die tot 6 wielen tegelijk kunnen testen met grote hobbels aan de rollers en met een zwaar gewicht op de test wiel assen. Twee Innegra hybride testwielen en twee baseline productiewielen worden getest tot ze defect zijn. "Na deze test heb ik het vertrouwen om te investeren in Innegra hybride velgen voor productie."

Bezoek de Scruggs' Derby Rims-website hier:https://www.derbyrims.com/leader-of-rim-design.html.